WO2008000116A1 - Procédé de multiplexage de données pour un système de communication d'accès multiple par répartition orthogonale de la fréquence - Google Patents

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Guanghui Yu
Bo Dai
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Zte Corporation
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    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
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    • H04L5/0003—Two-dimensional division
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    • H04L5/00—Arrangements affording multiple use of the transmission path
    • H04L5/003—Arrangements for allocating sub-channels of the transmission path
    • H04L5/0044—Arrangements for allocating sub-channels of the transmission path allocation of payload

Definitions

  • the present invention relates to the field of digital communication, and more particularly to a data multiplexing method for an Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) communication system.
  • OFDM Orthogonal Frequency Division Multiplexing
  • OFDM technology is a two-dimensional multiplexing technology that combines time division multiplexing (TDM) and frequency division multiplexing (FDM), providing a way for high-rate data transmission.
  • TDM time division multiplexing
  • FDM frequency division multiplexing
  • ISI system's sensitivity to multipath fading channel frequency selectivity
  • OFDM is becoming more and more widely used in wireless communications, such as Orthogonal Frequency Division Multiple Access (OFDMA)-based WiMAX systems and 3GPP long-term evolution.
  • OFDM Orthogonal Frequency Division Multiple Access
  • LTE Long Term Evolution
  • the allocation pattern is the basic allocation unit.
  • An allocation pattern is a data unit consisting of several symbols in the time domain and several subcarriers in the frequency domain.
  • the division of each distribution pattern in the same cell or the same sector should be orthogonal to each other, and the design of the distribution pattern should be easy to avoid interference between adjacent cells to improve system capacity and coverage.
  • the size of the distribution pattern must meet certain data length requirements, taking full account of frequency diversity and time diversity, and considering the number of users sharing the total bandwidth.
  • the optimal scheduling of the user occupation allocation pattern is implemented by using link quality feedback, it is also necessary to consider the appropriate length of the allocation pattern in the time domain and the frequency domain. These factors are mutually constrained and need to be properly compromised.
  • data multiplexing is particularly flexible in the time domain and frequency domain.
  • the system divides a data frame into multiple regions to achieve multi-user diversity and frequency diversity, respectively.
  • the range of each area is variable, and its design is flexible, but it greatly enhances the overhead of controlling messages, and the effective capacity of the system is reduced.
  • the technical problem to be solved by the present invention is to provide a data multiplexing method for an OFDM communication system that can allocate a single mode and can adapt to various wireless links and services while avoiding a large amount of control channel overhead.
  • the present invention provides a data multiplexing method for an Orthogonal Frequency Division Multiplexing system, comprising the following steps: In a subframe or a frame, in step 1, at time i or in frequency i or in, a virtual resource block Mapping the data to the virtual resource block as a basic allocation unit; wherein, each of the virtual resource blocks is orthogonal to each other in the time domain and the frequency domain; Step 2, forming a physical resource by a set of consecutive subcarriers and consecutive OFDM symbols Block, and map virtual resource blocks to physical resource blocks.
  • the data mapping to the virtual resource block may be a pre-time domain post-frequency domain or a pre-frequency domain post-time domain.
  • the virtual resource block includes a centralized virtual resource block and a discrete virtual resource block, where: the centralized virtual resource block indicates that when the virtual resource block is mapped to the physical resource block, it is mapped in a carrier continuous manner, and one A centralized virtual resource block and a physical resource block-corresponding; the discrete virtual resource block indicates that when the virtual resource block is mapped to the physical resource block, it is mapped in a discrete manner by a carrier, that is, a discrete virtual resource block is mapped to the discrete Each physical resource block; one of the physical resource blocks can only accept mapping of centralized virtual resource blocks or accept mapping of discrete virtual resource blocks.
  • the mapping the virtual resource block to the physical resource block first mapping the centralized virtual resource block to the physical resource block, and then mapping the 4 bar discrete virtual resource block to the remaining physical resource block,
  • the number of centralized virtual resource blocks and discrete virtual resource blocks is determined by control signaling.
  • the carrier discrete manner mapping includes mapping based on a uniform sequence number, or a pseudo random number or a basic sequence derived from an RS sequence.
  • a centralized virtual resource block can be decomposed into a plurality of sub-centralized virtual resource blocks as needed.
  • a discrete virtual resource block can be decomposed into a plurality of sub-discrete virtual resource blocks as needed.
  • the data multiplexing method wherein the plurality of centralized virtual resource blocks or discrete virtual resource blocks may be allocated to the same user.
  • the present invention can flexibly implement multiplexing of LVRBs and DVRBs in one subframe or one frame according to different channel environments and service types of each user, thereby making full use of i or frequency domain resources in wireless speech.
  • the overhead of control signaling is greatly reduced due to the mapping from VRB to PRB.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of a PRB in an OFDM communication system with a bandwidth of 5 MHz according to the present invention
  • FIG. 2 is a schematic diagram of LVRB mapping to a PRB in an OFDM communication system with a bandwidth of 5 MHz according to the present invention
  • FIG. 3 is an OFDM of 5 MHz bandwidth according to the present invention.
  • Step 1 In the time domain and the frequency domain, the virtual resource block VRB is used as a basic allocation unit, and the data is mapped to the virtual resource block VRB according to a certain rule, such as the first frequency domain or the time domain. a frequency domain or the like; wherein, each of the VB partitions is orthogonal to each other in the time domain and the frequency domain; Step 2, defining a physical resource block PRB, and mapping the virtual resource block VRB to the physical resource block
  • FIG. 1 is a schematic diagram of a PRB in an OFDM communication system with a bandwidth of 5 MHz. Assuming that one PRB occupies 25
  • FIG. 2 is to first map 8 LVRBs to 8 PRBs according to a certain scheduling algorithm, such as according to the channel conditions of each user; The scheduling algorithm of the prior art may be omitted and will not be described herein.
  • Figure 3 shows the mapping of the four DVRBs to the remaining four PRBs. When each DVRB is mapped, the remaining four PRBs are arranged together and then equally spaced. Of course, for the allocation of DVRB, the number of uniform distributions is used here. In fact, as long as each DVRB is dispersed into the PRB, it is not necessary to evenly distribute, so other methods, such as pseudo-random numbers or RS sequences, can also be used. The derived base sequence is mapped.
  • the number of PRBs corresponding to LVRB and DVRB can be changed, first mapped by LVRB, and then the rest can be mapped by DVRB.
  • the DVRB mapped PRBs can also be logically put together in Figure 3.
  • the LVRB mapping to the PRB is first performed in the data multiplexing process, so that the multi-user scheduling gain can be fully ensured, and the remaining PRBs are mapped by the DVRB, and the frequency i or the diversity gain can be obtained.
  • the number of DVRBs and LVRBs in a sub-frame or a frame can be adaptively adjusted by control signaling to meet the wireless first-come environment and various types of wireless of each user. Business. With the above method, it is easy to generalize other variations of the data multiplexing of the present invention, for example,
  • DVRB, LVRB, PRB carrier number change, DVRB, LVRB, PRB change in the number of OFDM symbols, DVRB mapping to other ways of PRB, different positions of pilot symbols, etc. can be freely combined into multiple data A multiplexed embodiment.
  • the above LVRB can also be decomposed into several sub-concentration virtual resource blocks according to an LVRB of 4 bar.
  • the above DVRB can also be decomposed into a number of sub-discrete virtual resource blocks by a DVRB of 4 bar.
  • the above-mentioned plurality of centralized virtual resource blocks or discrete virtual resource blocks may be allocated to the same user.

Description

一种用于正交频分复用通信系统的数据复用方法 技术领域 本发明涉及数字通言领域， 特别是涉及正交频分复用 （ OFDM )通信系统 的数据复用方法。 背景技术 对于未来通信来说，数据业务越来越丰富多彩， 而且支持的应用场景越来 越多， 因此其需求也随之提高， 其高用户数据率， 高频谱利用率的要求尤其突 出。
OFDM技术为结合时分多路复用 （TDM )与频分多路复用 （FDM ) 的二 维多路复用技术， ¾提供了高速率数据传输的一种途径。 通过将一高速传输的 数据流转换为一组低速并行传输的数据流， 使系统对多径衰落信道频率选择性 的敏感度大大降低， 而循环前缀的引入， 又进一步增强了系统抗符号间干扰 ( ISI ) 的能力。 除此之外的带宽利用率高、 实现简单等特点使 OFDM在无线 通信领域的应用越来越广， 比如， 基于正交频分复用多址 (OFDMA)的 WiMAX 系统， 以及 3GPP的长期演进（LTE )研究的下行方案等都是基于 OFDM技术。 对于 OFDM通信系统来说， 在其时域和频 i或进行合理的数据复用对链路 性能的提高具有非常重要的意义。 在数据复用时， 以分配图样为基本的分配单 位。 一个分配图样即为由时间域的若干符号及频率域的若干个子载波组成的数 据单元。 为了避免干扰， 相同小区或同一扇区内， 各个分配图样的划分要相互 正交， 同时分配图样的设计要易于避免邻近小区间的干扰， 以提高系统容量和 覆盖范围。 此外， 分配图样的大小既要满足一定的数据长度要求， 充分考虑频 率分集和时间分集， 又要考虑共享总带宽的用户数。 如果采用利用链路质量反 馈来实现对用户占用分配图样的优化调度， 则也需要考虑分配图样在时域和频 域上合适的长度。 以上这些因素之间相互制约， 需要进行合适地折中。 对于成熟的以 OFDMA技术为特征的 WiMAX系统来说， 其数据复用在 时域和频域上特别灵活， 该系统将一个数据帧分为多个区域， 以分别实现多用 户分集和频率分集， 而且各个区域的范围可变， 其设计虽然灵活， 但却大大增 力口了控制消息的开销，使系统的有效容量随之降低。 因此对于一个 OFDM通信 系统来说，采用一种合适的数据复用方法，使其既能适应各种无线链路和业务， 又能避免大量控制信道的开销， 以提高其有效容量是非常必要的。 发明内容 本发明要解决的技术问题在于提供一种分配方式筒单、且既能适应各种无 线链路及业务，又能避免大量控制信道开销的用于 OFDM通信系统的数据复用 方法。 本发明提供一种用于正交频分复用系统的数据复用方法， 包括如下步骤： 在一个子帧或一帧中 , 步骤 1、 在时 i或和频 i或中， 以虚拟资源块为基本分配单位， 将数据映射到 虚拟资源块； 其中， 所述各个虚拟资源块在时域和频域上相互正交； 步骤 2、 由一组连续的子载波和连续的 OFDM符号构成物理资源块， 并 把虚拟资源块映射到物理资源块。 上述方法中，数据映射到虚拟资源块可以是先时域后频域，或者先频域后 时域。 上述方法中，虛拟资源块包括集中式虚拟资源块和离散式虚拟资源块，其 中： 所述集中式虚拟资源块表示当虚拟资源块映射到物理资源块时是以载波 连续方式映射的， 且一个集中式虚拟资源块和一个物理资源块——对应； 所述离散式虚拟资源块表示当虚拟资源块映射到物理资源块时是以载波 离散方式映射的， 即一个离散式虚拟资源块分散映射到每一个物理资源块； 其中某一物理资源块只能接受集中式虚拟资源块的映射或者接受离散式 虛拟资源块的映射。 上述方法中，所述的把虚拟资源块映射到物理资源块， 首先把集中式虚拟 资源块映射到物理资源块， 然后再 4巴离散式虚拟资源块映射到剩余的物理资源 块上， 所述的集中式虛拟资源块和离散式虚拟资源块的数目由控制信令确定。 上述方法中， 所述的一个离散式虚拟资源块映射到多个物理资源块时， 4巴 剩余的全部或部分物理资源块合在一起， 然后按照载波离散的方式进行映射。 上述方法中， 所述的载波离散方式映射， 包括基于均匀分布数、 或伪随机 数或 RS序列衍生的基本序列进行映射。 上述方法中，可以根据需要将一个集中式虚拟资源块分解成若干个子集中 式虚拟资源块。 上述方法中，可以根据需要将一个离散式虚拟资源块分解成若干个子离散 式虚拟资源块。 上迷方法中， 所述的数据复用方法， 其中， 所述多个集中式虛拟资源块或 离散式虚拟资源块可被分配给同一用户。 本发明可以根据各用户不同的信道环境，业务类型等条件，灵活实现在一 个子帧或一帧中复用 LVRB和 DVRB,从而更加充分利用无线言道时 i或和频域 资源。 同时由于采用 VRB到 PRB的映射， 使控制信令的开销大大降低。 以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的 限制。 附图说明 图 1为本发明在 5MHz带宽的 OFDM通信系统中 PRB的示意图； 图 2为本发明在 5MHz带宽的 OFDM通信系统中 LVRB映射到 PRB的示 意图； 图 3为本发明在 5MHz带宽的 OFDM通信系统中 DVRB映射到 PRB的 示意图。 具体实施方式 下面结合图 1至图 3介绍本发明的方法。 以采用 OFDM技术的 3GPP的长期演进 ( LTE: Long Term Evolution )研 究的下行 5 MHz带宽通信系统为例， 10ms的帧均分为 20个 0.5ms的子帧， 每 个子帧包含 7个 OFDM符号， 对于 5MHz带宽的系统来说， 每个符号含有 512 个子载波， 其中 300个为有用子载波用来传输数据， 其他为保护带和直流子载 波。 本发明包括如下步驟: 步骤 1、 在时域和频域中， 以虛拟资源块 VRB为基本分配单位， 将数据 按照一定规则映射到虛拟资源块 VRB , 如先频域后时域或者先时域后频域等； 其中， 所述各个 V B划分在时域和频域上相互正交； 步骤 2、 定义物理资源块 PRB , 并 4巴虚拟资源块 VRB映射到物理资源块
PRB; 其中， 定义 PRB指由一组连续的子载波和连续的 OFDM符号组成 PRB。 图 1为在 5MHz带宽的 OFDM通信系统中 PRB的示意图。假设一个 PRB 占有连续的 25个载波， 5个 OFDM符号 设第一个和倒数第三个符号放置 导频和控制信令）， 则一共可以定义 300/25=12个 PRB。 假设控制信令规定在一个子帧中有 8个 LVRB和 4个 DVRB , 图 2为首 先根据某种调度算法，如根据各用户的信道状况，把 8个 LVRB映射到 8个 PRB 上； 这里采用现有技术的调度算法即可， 在此不作赘述。 图 3为 4个 DVRB映射到剩余的 4个 PRB ,每个 DVRB映射的时候把剩 下 4个 PRB的栽波排列在一起， 然后再等间隔抽取。 当然， 对于 DVRB的分 配， 这里采用的是基于均匀分布数， 其实只要满足每个 DVRB 都分散到 PRB 中即可， 不一定要均匀分配， 所以还可以采用其他方法， 如伪随机数或 RS序 列衍生的基本序列进行映射。 当然， LVRB和 DVRB对应 PRB的数量可以变化， 先由 LVRB映射， 然 后剩余的由 DVRB映射即可。 同样， 图 3中也可以将 DVRB映射的 PRB在逻 辑上放到一起。 利用本发明的方法在数据复用过程中 , 首先进行 LVRB映射到 PRB , 这 样能充分保证多用户调度增益的获取， 同时剩下的 PRB被 DVRB映射， 又能 保证频 i或分集增益的获取。在一子帧或一帧中 DVRB和 LVRB的数目可以通过 控制信令进行自适应地调节， 以满足各用户的无线先到环境和各种类型的无线 业务。 利用上述的方法，很容易可以推广得到本发明数据复用的其它变形，例如 ,
DVRB , LVRB , PRB载波数的改变， DVRB , LVRB , PRB所占 OFDM符号 数的改变， DVRB 映射到 PRB 的其他方式， 导频符号所处位置的不同等等特 征， 可以自由组合成多个数据复用的实施例。 上述的 LVRB, 还可以根据需要 4巴一个 LVRB分解成若干个子集中式虛拟资源块。 上述的 DVRB, 还可以 4艮据 需要 4巴一个 DVRB分解成若干个子离散式虚拟资源块。上述多个集中式虚拟资 源块或离散式虚拟资源块可被分配给同一用户 熟悉本 4支术领域的人员应理解， 以上仅为本发明的较佳实施例， 并非用来 限定本发明的实施范围； 凡是依本发明作等效变化与修改， 都被本发明的专利 范围所涵盖。

Claims

一种用于正交频分复用系统的数据复用方法，其特征在于包括如下步驟： 在一个子巾贞或一帧中，
步骤 1、 在时域和频域中， 以虚拟资源块为基本分配单位， 将数据 映射到虚拟资源块； 其中， 所述各个虛拟资源块在时域和频域上相互正 交； 权
步驟 2、 由一组连续的子载波和连续的 OFDM符号构成物理资源块， 并 4巴虛拟资源块映射到物理资源块。 如权利要求 1所述的方法， 其特征在于： 数据映射到虚拟资源块可以是 先时域后频域， 或者先频域后时域。 书
如权利要求 2所述的方法， 其特征在于： 虚拟资源块包括集中式虚拟资 源块和离散式虚拟资源块， 其中：
所述集中式虚拟资源块表示当虚拟资源块映射到物理资源块时是 以载波连续方式映射的， 且一个集中式虛拟资源块和一个物理资源块一 ■对应；
所述离散式虚拟资源块表示当虚拟资源块映射到物理资源块时是 以载波离散方式映射的， 即一个离散式虚拟资源块分散映射到每一个物 理资源块；
其中某一物理资源块只能接受集中式虚拟资源块的映射或者接受 离散式虚拟资源块的映射。 如权利要求 3所述的方法， 其特征在于: 所述的把虚拟资源块映射到物 理资源块， 首先把集中式虚拟资源块映射到物理资源块， 然后再把离散 式虚拟资源块映射到剩余的物理资源块上， 所述的集中式虚拟资源块和 离散式虚拟资源块的数目由控制信令确定。 如权利要求 3所述的方法， 其特征在于： 所述的一个离散式虚拟资源块 映射到多个物理资源块时， 4巴剩余的全部或部分物理资源块合在一起， 然后按照载波离散的方式进 4亍映射。
6. 如权利要求 5所述的方法， 其特征在于： 所述的载波离散方式映射， 包 括基于均勾分布数、 或伪随机数或 RS序列衍生的基本序列进行映射。
7. 如权利要求 3或 4所述的方法， 其特征在于： 可以根据需要将一个集中 式虚拟资源块分解成若干个子集中式虚拟资源块。
8. 如权利要求 3、 4、 5或 6所述的方法， 其特征在于： 可以根据需要将一 个离散式虚拟资源块分解成若干个子离散式虛拟资源块。
9. 如权利要求 3或 4所述的方法， 其特征在于： 所述的数据复用方法， 其 中， 所述多个集中式虚拟资源块或离散式虚拟资源块可被分配给同一用 户。
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